一种平面度测量方法以及装置制造方法及图纸

本申请提供了一种平面度测量方法以及装置，解决测量平面度时面向百万以上数量级输入点测量效率低的技术问题。本申请提供平面度测量方法包括：选取边界点构建多面体，以该多面体为ROI(感兴趣区域)，对三维点集合中的点进行筛选，剔除大量位于多面体内部的点；根据剔除后的三维点集合选取至少四个点计算间距最小的平行平面；每次计算得到一对平行平面后，都以该平行平面的中间平面为基准，对三维点进行刚体变换；刚体变换后，再选取至少四个点，构造多面体，并剔除测量点集中处于多面体内部的点。每次循环后，三维点集合中的点数相比上一次循环变少。从而在测量平面度时，面向百万以上数量级输入点测量效率变高。上数量级输入点测量效率变高。上数量级输入点测量效率变高。

【技术实现步骤摘要】
一种平面度测量方法以及装置


[0001]本申请涉及机械检测
，尤其涉及一种平面度测量方法以及装置。

技术介绍

[0002]在新的形位公差国家标准GB/T 11337
‑
2004中规定，平面度公差是指被测要素相对理想平面的距离，其中理想平面的方向由最小条件确定，即一对平行平面包容被测要素且其间距最小。
[0003]目前平面度测量使用三坐标测量仪对被测表面进行采样，获取几十到几百个数据点，然后使用切比雪夫平面拟合、单纯形下山法、蚁群算法和遗传算法等方法确定理想平面进而计算得出平面度量值。
[0004]然而，传统方法在面向的输入数据量级一般为几十到几千个点，而其在面向百万乃至千万数量级输入点时存在计算耗时长、效率低的问题，无法适用于使用高通量非接触光学三维传感器进行测量的应用场景中，更无法适用于在线的、实时的测量场景中。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种平面度测量方法以及装置，解决测量平面度时面向百万以上数量级输入点测量效率低的技术问题。
[0006]第一方面，本申请提供一种平面度测量方法，包括：
[0007]S1，获取被测表面的三维点集合；三维点集合表征被测表面的形状和位姿；
[0008]S2，确认三维点集合对应的拟合平面；
[0009]S3，建立以拟合平面作为基准平面的第一空间直角坐标系O
‑
XYZ；以及，更新三维点集合中各点在第一空间直角坐标系的位置信息；
[0010]S4，根据位置信息，选取至少四个点构建多面体；
[0011]S5，根据多面体，确认第一点集，第一点集包括多面体各个端面上的点和多面体外部的点的集合；
[0012]S6，遍历第一点集，确认第二点集；第二点集包括与拟合平面沿Z轴方向距离最远的至少四个点；
[0013]S7，根据第二点集，确认一对平行平面，平行平面是由第二点集确认的所有平行平面对中间距最小的平行平面对；
[0014]s8，计算平行平面的中间平面；中间平面与平行平面中每个平面的距离相等；
[0015]S9，判断第二点集或平行平面是否满足预设条件；若满足预设条件，则结束；若不满足预设条件，则执行S10；
[0016]S10，建立以中间平面作为基准平面的第二空间直角坐标系C
‑
XYZ；以及，更新三维点集合中各点在第二空间直角坐标系C
‑
XYZ的位置信息；以及，重复执行S4
‑
S9。
[0017]在一些实施例中，根据位置信息，选取至少四个点构建多面体；包括：选取三维点集合中沿x轴方向的坐标D
x
值最大的一个端点、D
x
值最小的一个端点、沿y轴方向的坐标D
y
值
最大的一个端点、沿z轴方向的坐标D
y
值最小的一个端点、D
z
值最大的一个端点和D
z
值最小的一个端点，构建八面体。
[0018]在一些实施例中，平面度测量方法还包括：计算平行平面之间的距离；预设条件包括：前后两次平行平面之间的距离变化量小于设定的阈值。
[0019]在一些实施例中，预设条件还包括：前后两次循环过程中构造平行平面的四个点的坐标一样。
[0020]在一些实施例中，预设条件还包括：前后两次循环构造平行平面的四个点的索引一样。
[0021]在一些实施例中，选取至少四个点构建多面体；包括：选取三维点集合中沿x轴方向的坐标D
x
值最大的一个端点、D
x
值最小的一个端点、沿y轴方向的坐标D
y
值最大的一个端点和D
z
值最大的一个端点，构建四面体。
[0022]在一些实施例中，选取至少四个点构建多面体；包括：确认坐标系原点指向任一方向上三维点集合与坐标系原点距离最远的点，从中任意选取四个不在同一平面的点构建多面体。
[0023]在一些实施例中，确认三维点集合对应的拟合平面；包括：采用最小二乘法对三维点集合进行拟合，得到拟合平面。
[0024]在一些实施例中，获取被测表面的三维点集合；包括：使用光学三维传感器扫描被测表面，获取被测表面的稠密点云；将稠密点云转化为三维点集合。
[0025]第二方面，本申请提供一种平面度测量装置，装置包括：获取单元，获取单元用于获取被测表面的三维点集合；三维点集合表征被测表面的形状和位姿；图像处理单元，图像处理单元用于确认三维点集合对应的拟合平面；建立以拟合平面作为基准平面的第一空间直角坐标系O
‑
XYZ；以及，更新三维点集合中各点在第一空间直角坐标系的位置信息；根据位置信息，选取至少四个点构建多面体；根据多面体，确认第一点集，第一点集包括多面体各个端面上的点和多面体外部的点的集合；遍历第一点集，确认第二点集；第二点集包括与拟合平面沿Z轴方向距离最远的至少四个点；根据第二点集，确认一对平行平面，平行平面是由第二点集确认的所有平行平面对中间距最小的平行平面对；计算平行平面的中间平面；中间平面与平行平面中每个平面的距离相等；判断单元，判断单元用于判断第二点集或平行平面是否满足预设条件；若满足预设条件，则结束；若不满足预设条件，则发送建系指令给图像处理单元；图像处理单元还用响应于建系指令建立以中间平面作为基准平面的第二空间直角坐标系C
‑
XYZ；以及，更新三维点集合中各点在第二空间直角坐标系C
‑
XYZ的位置信息。
[0026]由以上实施例可知，本申请通过每次计算得到一对平行平面后，都以该平行平面的中间平面为基准，对三维点进行刚体变换；刚体变换后，选取至少四个点，构造多面体，并剔除测量点集中处于多面体内部的点。每次循环后，三维点集合中的点数相比上一次循环变少。从而在测量平面度时，面向百万以上数量级输入点测量效率变高。
附图说明
[0027]为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还
可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本申请实施例提供的一种平面度测量方法的应用场景图；
[0029]图2为本申请实施例提供的一种平面度测量方法的流程示意图；
[0030]图3a为本申请实施例提供的拟合平面的示意图；
[0031]图3b为本申请实施例提供的一种平面度测量方法的场景示意图；
[0032]图4为本申请实施例提供的一种平面度测量方法中建立以中间平面作为基准平面的第二空间直角坐标系的示意图。
具体实施方式
[0033]下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行完整、清楚的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种平面度测量方法，其特征在于，包括：S1，获取被测表面的三维点集合；所述三维点集合表征被测表面的形状和位姿；S2，确认所述三维点集合对应的拟合平面；S3，建立以所述拟合平面作为基准平面的第一空间直角坐标系O
‑
XYZ；以及，更新所述三维点集合中各点在所述第一空间直角坐标系的位置信息；S4，根据所述位置信息，选取至少四个点构建多面体；S5，根据所述多面体，确认第一点集，所述第一点集包括所述多面体各个端面上的点和所述多面体外部的点的集合；S6，遍历所述第一点集，确认第二点集；所述第二点集包括与拟合平面沿Z轴方向距离最远的至少四个点；S7，根据所述第二点集，确认一对平行平面，所述平行平面是由所述第二点集确认的所有平行平面对中间距最小的平行平面对；S8，计算所述平行平面的中间平面；所述中间平面与所述平行平面中每个平面的距离相等；S9，判断所述第二点集或所述平行平面是否满足预设条件；若满足预设条件，则结束；若不满足预设条件，则执行S10；S10，建立以所述中间平面作为基准平面的第二空间直角坐标系C
‑
XYZ；以及，更新所述三维点集合中各点在所述第二空间直角坐标系C
‑
XYZ的位置信息；以及，重复执行S4
‑
S9。2.根据权利要求1所述的平面度测量方法，其特征在于，所述根据所述位置信息，选取至少四个点构建多面体；包括：选取所述三维点集合中沿x轴方向的坐标D
x
值最大的一个端点、D
x
值最小的一个端点、沿y轴方向的坐标D
y
值最大的一个端点、沿z轴方向的坐标D
y
值最小的一个端点、D
z
值最大的一个端点和D
z
值最小的一个端点，构建八面体。3.根据权利要求2所述的平面度测量方法，其特征在于，还包括：计算所述平行平面之间的距离；所述预设条件包括：前后两次平行平面之间的距离变化量小于设定的阈值。4.根据权利要求2所述的平面度测量方法，其特征在于，所述预设条件还包括：前后两次循环过程中构造所述平行平面的四个点的坐标一样。5.根据权利要求2所述的平面度测量方法，其特征在于，所述预设条件还包括：前后两次循环构造所述平行平面的四个点的索引一样。6.根据权利要求1所述的平面度测量方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫建华，彭斌，姚毅，全煜鸣，
申请(专利权)人：凌云光技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：